【摘 要】
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产品设计是产品研发过程中最具有创造性的部分,是基于现有的知识和信息产生新知识的过程。随着产品复杂性的增加,产品设计模式也随之改变,从单一的串行设计转化为并行设计。
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产品设计是产品研发过程中最具有创造性的部分,是基于现有的知识和信息产生新知识的过程。随着产品复杂性的增加,产品设计模式也随之改变,从单一的串行设计转化为并行设计。单个设计师或者设计团队不再独立完成产品开发的所有工作,同一地点的设计团队逐渐发展为跨地域的协作团队协同开展设计。实现设计团队之间高效的协同工作,成为企业实现知识化、提高市场竞争力的重要方式。然而目前产品协同设计过程仍存在不足之处,影响了协同设计过程的有效进行,具体表现在:缺乏总体模型对产品各模块设计进行控制,现有知识共享方法重用率低、无法在知识共享时进行一致性检查,以及缺乏进行设计冲突消解的数学模型和算法。针对以上问题,本文提出面向知识共享的协同设计冲突消解方法,对设计模块聚类划分、总体控制结构模型构建、设计知识共享以及设计冲突消解等技术进行了研究,并以无人平台设计过程为例进行了验证。具体内容如下:(1)研究了无人平台的设计过程及其对协同设计支持环境的需求,在此基础上提出了面向知识共享的协同设计技术框架。在框架中提出了三个关键技术方法:基于关联约束的总体控制结构模型构建方法,面向本体化接口的协同设计知识共享方法以及基于妥协决策和博弈论的设计冲突消解方法,并阐述了关键技术之间的逻辑关系。(2)利用向量对产品结构之间的关联进行表达,进一步提出关联约束矩阵研究设计模块的聚类划分算法。在此基础上构建总体控制结构模型,从总体层面对各设计模块几何拓扑关系和关联约束进行表达,指导设计人员进行详细设计。(3)研究面向本体化接口的协同设计知识共享方法,在底层使用本体建模,进行设计知识语义层面的集成,设计人员通过建立的接口模型快速获取并共享设计知识,减少了交流沟通的时间。同时利用本体PAL(protégéaxiom language,PAL)语言进行接口一致性检查,在设计初期就对可能存在的设计冲突进行检测。(4)针对协同过程中产生的设计冲突问题,提出基于妥协决策和博弈论模型的联合求解算法,对设计模块交互形式进行划分,根据不同的交互模式选择不同的决策模型,最终获得各模块均满意的设计结果,消除设计冲突。(5)利用无人平台中机动平台分系统的设计实例,验证了所提出方法的可行性和有效性。
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